Обзор системы курсовой устойчивости ESP

Основное назначение систем курсовой устойчивости (систем динамической стабилизации) — сохранение устойчивости и управляемости автотранспортного средства путем своевременного выявления и устранения критических ситуаций на дороге. Начиная с 2011 года все новые легковые автомобили в США, Канаде и странах Европейского союза обязательно включают в себя систему курсовой устойчивости.

Результатом работы системы является то, что автомобиль сохраняет заданную водителем траекторию во всех режимах движения, будь то разгон, торможение, движение по прямой, поворот или свободное качение.

Системы курсовой устойчивости разных производителей носят различные названия:

• ESP (Electronic Stability Programme) – устанавливаются на подавляющем большинстве машин Европы и Америки;
• ESC (Electronic Stability Control) – установлены на автомобилях марки Honda, Kia, Hyundai;
• DSC (Dynamic Stability Control) — на BMW, Jaguar, Rover;
• DTSC (Dynamic Stability Traction Control) — на Volvo;
• VSA (Vehicle Stability Assist) — на Honda, Acura;
• VSC (Vehicle Stability Control) — на Toyota;
• VDC (Vehicle Dynamic Control) — на Infiniti, Nissan, Subaru.

Самой распространенной системой курсовой устойчивости считается система EPS, устройство и принцип действия которой мы и рассмотрим далее.

Рис. Электронная система стабилизации управления автомобилем:
1 – электрогидравлический блок с контроллером; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 ­– датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем

Устройство системы курсовой устойчивости

Система курсовой устойчивости представляет собой систему активной безопасности высокого уровня и в нее входят:

• тормозная антиблокировочная система (ABS)
• система распределения тормозных усилий (EBD)
• электронная блокировка дифференциала (EDS)
• антипробуксовочная система (ASR)

Также система включает в себя датчики, блок управления и гидравлический блок (который является исполнительным устройством).

Схема системы курсовой устойчивости ESP

Параметры автомобиля поступают на датчики системы и трансформируются ими в электрические сигналы. Далее, на основании информации зафиксированной датчиками, система динамической стабилизации дает оценку действиям водителя и параметрам движения автомобиля.

Для оценки сложившейся ситуации на дороге, система использует информацию следующих датчиков:

• угла поворота рулевого колеса
• давления в тормозной системе
• частоты вращения колес
• продольного и поперечного ускорения
• угловой скорости автомобиля
• и др.

Поступившая информация анализируется блоком управления системы ESP, который в последующем подает команды подконтрольным системе активной безопасности исполнительным устройствам:

• впускным и выпускные клапанам системы ABS;
• переключающим и клапанам высокого давления системы ASR;
• контрольным лампам систем ESP и ABS, тормозной системы.

Также блок управления ESP находится во взаимодействии с системой управления двигателем и автоматической коробки передач и при необходимости корректирует их работу.

Принцип работы системы курсовой устойчивости

В результате сопоставления действий водителя и параметров движения транспортного средства, система определяет наступление аварийной ситуации. При отличии фактических параметров движения от нормативных, система ESP считает ситуацию вышедшей из-под контроля и вносит свои коррективы в работу автомобиля.

Система курсовой устойчивости может стабилизировать движение автомобиля следующими способами:

• подтормаживанием одного или нескольких колес;
• изменением крутящего момента двигателя;
• изменением угла поворота передних колес (если в автомобиле имеется система активного рулевого
• управления);
• изменением степени демпфирования амортизаторов (если установлена адаптивная подвеска)

В случае недостаточной поворачиваемости, система ESP препятствует уводу автомобиля наружу за пределы траектории поворота путем подтормаживания заднего внутреннего колеса и изменения крутящего момента двигателя.

В случае избыточной поворачиваемости, система предотвращает занос автомобиля в повороте путем подтормаживания переднего наружного колеса и изменения крутящего момента двигателя.

Для подтормаживания колес в работу включаются соответствующие системы активной безопасности.

Изменение крутящего момента двигателя система ESP осуществляет одним из следующих способов:

• путем изменения положения дроссельной заслонки;
• пропуском впрыска топлива;
• пропуском импульсов зажигания;
• изменением угла опережения зажигания;
• отменой переключения передачи в АКПП;
• перераспределением крутящего момента между осями (если используется полный привод).

Такая система, которая объединяет в себе систему курсовой устойчивости, рулевое управление и подвеску называется интегрированной системой управления динамикой автомобиля.

Дополнительные функции системы курсовой устойчивости

С помощью системы курсовой устойчивости могут быть реализованы такие дополнительные функции как:

• гидравлическое усиление тормозов
• предотвращение опрокидывания
• предотвращение столкновения
• стабилизация автопоезда
• повышение эффективности тормозов при нагреве
• удаление влаги с тормозных дисков
• и др.

Как правило указанные системы не имеют собственных конструктивных элементов и в работу ESP включаются программно.

ROP (Roll Over Prevention) — система предотвращения опрокидывания, которая выполняет свою функцию путем подтормаживания передних колес и снижения крутящего момента двигателя. Дополнительное давление в тормозной системе создает активный усилитель тормозов.

Система предотвращения столкновения (Braking Guard). Для ее работы обязательным является наличие в автомобиле адаптивного круиз-контроля. Предотвращение столкновения достигается визуальными и звуковыми сигналами, а в критических ситуациях — повышением давления в тормозной системе с помощью автоматического включения насоса обратной подачи.

Систему стабилизации автопоезда можно реализовать в автомобиле, оборудованном тягово-сцепным устройством. Рыскание прицепа прекращается путем торможения колес или снижения крутящего момента.

FBS (Fading Brake Support или Over Boost). Задачей системы повышения эффективности тормозов при нагреве является противодействие недостаточному сцеплению тормозных колодок с нагретыми тормозными дисками, что достигается дополнительным увеличением давления в тормозном приводе.

Система удаления влаги с тормозных дисков активируется при 50 и более км/ч, и включенных стеклоочистителях. Испарение влаги достигается кратковременным повышением давления в контуре передних колес, благодаря чему тормозные колодки соприкасаются с дисками.

Видео: Как работает ESP Bosch